2023届高考一轮复习 专题五 万有引力与航天 夯基固本时时练2（含解析）

1、【配套新教材】专题五 万有引力与航天2023届高考物理一轮复习夯基固本时时练1.2021年2月10日，天问一号近火制动准时开始，被火星成功捕获后，其“绕、着、巡”的三步计划也顺利开启，发射卫星登上火星一般是利用火星与地球距离最近的机会。若已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨道都近似为圆，火星公转轨道半径为地球的1.5倍，已知地球公转周期为1年，则下列说法正确的是( )A.火星公转周期约为地球公转周期的1.8倍B.火星公转周期约为地球公转周期的3.4倍C.下一次发射良机间隔约2.2年D.下一次发射良机间隔约6.2年2.2021年6月17日，神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天

2、和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱组合体。组合体绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，该轨道离地面的高度约为389 km。下列说法正确的是( )A.组合体在轨道上飞行的周期小于24 hB.组合体在轨道上飞行的速度大于7.9 km/sC.若已知地球半径和表面重力加速度，则可算出组合体的角速度D.神舟十二号先到达天和核心舱所在圆轨道，然后加速完成对接3.某行星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。该行星与地球的公转半径之比为( )A.B.C.D.4.用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在21世纪实现。科学家们设想，通

3、过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行实现外太空和地球之间的物资交换，如图所示。下列有关电梯仓的说法正确的是( )A.电梯仓停在地球同步轨道站，缆绳对它有作用力B.电梯仓停在地球同步轨道站，缆绳对它无作用力C.电梯仓停在中间位置，缆绳对它有沿绳指向地心的作用力D.电梯仓停在中间位置，缆绳对它有沿绳背向地心的作用力5.假设地球可视为质量均匀分布的球体，由于地球的自转，地球表面上不同纬度的重力加速度有所差别，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为，则在纬度为的地球表面上重力加速度为( )A.B.C.D.6.每年6月21日前后是“夏至”时节，太阳几乎直射

4、北回归线，北半球各地昼最长，夜最短。如图乙所示为位于广东省汕头市鸡笼山南麓的汕头北回归线标志塔。已知引力常量为G，地球半径为R，重力加速度为g，自转周期为T，光速为c，汕头市的纬度为。则( )A.同步卫星的质量为B.地球的平均密度为C.同步卫星到地心的距离为D.地球同步卫星发射的电磁波传到汕头北回归线标志塔的最短时间为（其中）7.科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000 AU（太阳到地球的距离为1 AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若

5、认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为( )A.B.C.D.8.如图，已知现在一颗地球同步通信卫星信号最多覆盖地球赤道上的经度范围为。假设地球自转周期变大，周期变大后一颗地球同步通信卫星信号最多覆盖赤道的经度范围为，则前后两次同步卫星运行周期之比为( )A.B.C.D.9.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为，它们沿轨道运行的速率分别为。已知它们的轨道半径，由此可以判定( )A.B.C.D.答案以及解析1.答案：AC解析：由开普勒第三定律解得年，A正确、B错误；当火星与地球相距最近时，是发射良机，设经时间

6、t二者再次相距最近，则，解得年，C正确、D错误。2.答案：AC解析：组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由开普勒第三定律可知其周期小于24 h，A项正确；环绕地球表面做圆周运动的近地卫星的速度为7.9 km/s，组合体的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，由可知组合体的速度小于7.9 km/s，B项错；若已知地球半径和表面重力加速度，则有，对组合体则有，两式联立可得出组合体的角速度，C项正确；若神舟十二号先到达天和核心舱所在圆轨道再加速，则做离心运动，不能完成对接，D项错。3.答案：B解析：由“高轨、低速、大周期”的规律可知，每过N年，地球绕太阳公转N圈，则行星绕太阳公转圈，由开普勒第三定律有

7、，故，B项正确。4.答案：BD解析：电梯仓停在地球同步轨道站时，所受万有引力全部提供向心力，所以缆绳对它无作用力，故A错误，B正确；电梯仓停在中间位置时,由于电梯仓的角速度与地球自转角速度相等，电梯仓做圆周运动的半径比同步轨道站的半径小，所需的向心力比同步轨道站的小，而受到的万有引力比在同步轨道站上的大，所以缆绳对它有沿绳背向地心的作用力，故C错误，D正确。5.答案：B解析：在赤道上由于地球自转产生的向心加速度；在纬度为30的地球表面上由于地球自转产生的向心加速度，在纬度为30的地球表面重力加速度，故B正确。6.答案：D解析：在地球表面上，有，解得，此为地球质量的表达式，故A错误；地球的平均密

8、度为，故B错误；根据万有引力提供向心力，则有，解得，又，代入得，故C错误；地球同步卫星发射的电磁波到汕头市的最短路程如图所示，根据几何关系得，故最短时间为，其中，故D正确。7.答案：B解析：由1994年到2002年间恒星S2的观测位置图可知，恒星S2绕黑洞运动的周期大约为年，半长轴为，设黑洞的质量为，恒星S2质量为，将恒星S2绕黑洞近似看成做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得；设地球质量为，地球绕太阳运动的轨道半径为，周期年，由万有引力提供向心力可得，联立解得黑洞质量，选项B正确。8.答案：A解析：设地球半径为R，根据题图可知，同步卫星轨道半径，对同步卫星，由万有引力等于向心力有。假设地球的自转周期变大，同步卫星轨道半径